JP2016040989A - 圧電駆動装置及びその駆動方法、ロボット及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型の圧電駆動装置の適切な構成を提供する。【解決手段】圧電駆動装置は、第１圧電素子を有する第１圧電振動体と、前記第１圧電振動体が設けられた第１振動板と、前記第１圧電素子と接続され、前記第１振動板に形成された第１配線と、前記第１配線と接触する第２配線が形成された可撓性基板と、を備える。【選択図】図１３

Description

本発明は、圧電駆動装置及びその駆動方法、ロボット及びその駆動方法に関する。

圧電体を振動させて被駆動体を駆動する圧電アクチュエーター（圧電駆動装置）は、磁石やコイルが不要のため、様々な分野で利用されている（例えば特許文献１）。この圧電駆動装置の基本的な構成は、補強板の２つの面のそれぞれの上に、４つの圧電素子が２行２列に配置された構成であり、合計で８つの圧電素子が補強板の両側に設けられている。個々の圧電素子は、圧電体をそれぞれ２枚の電極で挟んだユニットであり、補強板は、圧電素子の一方の電極としても利用される。補強板の一端には、被駆動体としてのローターに接してローターを回転させるための突起部が設けられている。４つの圧電素子のうちの対角に配置された２つの圧電素子に交流電圧を印加すると、この２つの圧電素子が伸縮運動を行い、これに応じて補強板の突起部が往復運動又は楕円運動を行う。そして、この補強板の突起部の往復運動又は楕円運動に応じて、被駆動体としてのローターが所定の回転方向に回転する。また、交流電圧を印加する２つの圧電素子を他の２つの圧電素子に切り換えることによって、ローターを逆方向に回転させることができる。

また、圧電駆動体（圧電振動体）を厚み方向に重ねて出力を大きくするスタック構造の圧電駆動装置が知られている（特許文献２）。この圧電駆動装置の圧電振動体は、弾性支持体で支持されている。また、非特許文献１に記載の圧電駆動装置は、圧電振動体から外装に固定されたフレキシブル基板までをジャンパ線を用いて配線している。

特開２００４−３２０９７９号公報 特開平８−２３７９７１号公報

Ｎａｎｏｍｏｔｉｏｎ社ホームページ（平成２６年７月２日検索） ＵＲＬ：http://www.nanomotion.com/index.aspx?id=2574&itemID=1440

従来の圧電駆動装置では、厚み方向に空間を占有する。特に出力を大きくするために、圧電振動体を積層するスタック構造をとると大きな空間を必要とする。従来は、圧電振動体の厚みを薄くし、圧電振動体を多層化した場合であっても、圧電振動体の薄さというメリットを損なわない構造については十分に検討されていなかった。また、従来の圧電駆動装置では、圧電振動体にジャンパ線を接続しているため、振動により圧電振動体とジャンパ線との接続が切れるおそれがあった。また、圧電振動体にジャンパ線の機械的な負荷が加わるため、固有振動数（共振振動数）が変化するおそれがあった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、圧電駆動装置が提供される。この圧電駆動装置は、第１圧電素子を有する第１圧電振動体と、前記第１圧電振動体が設けられた第１振動板と、前記第１圧電素子と接続され、前記第１振動板に形成された第１配線と、前記第１配線と接触する第２配線が形成された可撓性基板と、を備える。この形態によれば、圧電振動体への配線が切断されるおそれが少ない。また、圧電振動体にジャンパ線が接続されていないので、固有振動数（共振振動数）が変化し難い。

（２）上記形態の圧電駆動装置において、前記第１配線は、前記第１圧電振動体が配置される面、及び前記第１圧電振動体が配置されない側面に設けられ、前記第１配線のうち前記側面に形成された第１配線と、前記第２配線とが接続されていてもよい。この形態によれば、第１配線は、側面に形成されているので、第２配線との配線が容易となる。

（３）上記形態の圧電駆動装置において、第２圧電素子を有する第２圧電振動体と、前記第２圧電振動体が設けられた第２振動板と、前記第２圧電素子に電圧を印加するために、前記第２振動板に形成された第３配線と、を備え、前記第２配線は、前記第１配線及び前記第３配線と接続されていてもよい。この形態によれば、１枚の可撓性基板を用いて第１配線と、第３配線とに、第２配線を接続できる。

（４）上記形態の圧電駆動装置において、第２圧電素子を有する第２圧電振動体と、前記第２圧電振動体が設けられた第２振動板と、前記第２圧電素子と接続され、前記第２振動板に形成された第３配線と、を備え、前記第１配線は、前記第１振動板の前記第２振動板側の面に形成された部分を有し、前記第３配線は、前記第２振動板の前記第１振動板側の面に形成された部分を有し、前記第１振動板の前記第２振動板側の面に形成された第１配線と、前記第２振動板の前記第１振動板側の面に形成された第３配線とが接続されていてもよい。この形態によれば、第１振動板の第２振動板側の面に形成された第１配線と、第２振動板の第１振動板側の面に形成された第３配線とが接続されているので、１つの振動板の第１配線に第２配線を接続すれば、全ての振動板の配線に電圧を印加できる。

（５）上記形態の圧電駆動装置において、前記第２配線は、前記第１振動板の前記第２振動板側の面に形成された第１配線と、前記第２振動板の前記第１振動板側の面に形成された第３配線とを接続していてもよい。この形態によれば、１枚の可撓性基板により全ての振動板の配線に電圧を印加できる。

（６）上記形態の圧電駆動装置において、前記第１圧電素子は、基板に形成されており、
前記第１圧電素子は、前記基板と前記第１振動板との間に位置していてもよい。この形態によれば、第１圧電素子は、基板と第１振動板とに挟まれているので、圧電駆動装置が湾曲しにくい。

（７）本発明の一形態によれば、ロボットが提供される。このロボットは、２つのリンク部と、前記２つのリンク部を接続する関節部と、前記２つのリンク部を前記関節部で回動させる圧電駆動装置と、を備える。この形態によれば、圧電駆動装置をロボットの駆動に利用できる。

（８）本発明の一形態によれば、ロボットの駆動方法が提供される。この駆動方法は、前記圧電駆動装置の前記圧電素子に交流電圧又は脈流電圧を印加することで前記圧電駆動装置を駆動し、前記２つのリンク部を前記関節部で回動させる。

（９）本発明の一形態によれば、上記形態の圧電駆動装置の駆動方法が提供される。この駆動方法は、前記圧電素子に交流電圧又は脈流電圧を印加する。

本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、圧電駆動装置の他、圧電駆動装置の駆動方法、圧電駆動装置の製造方法、圧電駆動装置を搭載するロボット、圧電駆動装置を搭載するロボットの駆動方法、送液ポンプ、投薬ポンプ等、様々な形態で実現することができる。

第１実施形態の圧電駆動体ユニットの概略構成を示す平面図及び断面図。 振動板の平面図。 圧電振動体ユニットと駆動回路の電気的接続状態を示す説明図。 圧電振動体ユニットの動作の例を示す説明図。 他の実施形態としての圧電振動体ユニットの平面図。 第１の実施形態の圧電振動体モジュールを示す斜視図。 第１の実施形態の圧電振動体モジュールの分解斜視図。 板バネが変形していないときの圧電振動体モジュールの平面図。 板バネが変形しているときの圧電振動体モジュールの平面図。 第２の実施形態の圧電振動体モジュールを示す斜視図。 圧電振動体モジュールの分解斜視図。 複数の圧電振動体ユニットを有する圧電振動体モジュールの配線構造の第１の実施形態を示す説明図。 圧電振動体ユニットの配線パターンの例を示す斜視図。 複数の振動板を有する場合の配線の他の例を示す説明図。 複数の振動板を有する場合の配線のさらに他の例を示す説明図。 配線構造の第３の実施形態における可撓性基板を折り畳まずに展開した状態を示す説明図。 複数の振動板を有する場合の配線の他の例を示す説明図。 圧電駆動装置を利用したロボットの一例を示す説明図。 ロボットの手首部分の説明図。 圧電駆動装置を利用した送液ポンプの一例を示す説明図。

Ａ．圧電振動体ユニットの実施形態：
Ａ１．圧電振動体ユニットの第１の実施形態：
図１（Ａ）は、本発明の一実施形態における圧電振動体ユニット１０の概略構成を示す平面図であり、図１（Ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である。圧電振動体ユニット１０は、振動板２００と、振動板２００の両面（第１面２１１と第２面２１２）にそれぞれ配置された２つの圧電振動体１００とを備える。圧電振動体１００は、基板１２０と、基板１２０の上に形成された第１電極１３０と、第１電極１３０の上に形成された圧電体１４０と、圧電体１４０の上に形成された第２電極１５０と、を備えている。第１電極１３０と第２電極１５０は、圧電体１４０を挟持して圧電素子を構成する。２つの圧電振動体１００は、振動板２００を中心として対称に配置されている。また、この実施形態では、基板１２０と振動板２００とが圧電素子（１３０，１４０，１５０）を挟むように、圧電振動体１００が振動板２００上に設置されている。２つの圧電振動体１００は同じ構成を有しているので、以下では特に断らない限り、振動板２００の下側にある圧電振動体１００の構成を説明する。

圧電振動体１００の基板１２０は、第１電極１３０と圧電体１４０と第２電極１５０を成膜プロセスで形成するための基板として使用される。また、基板１２０は機械的な振動を行う振動板としての機能も有する。基板１２０は、例えば、Ｓｉ，Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２などで形成することができる。Ｓｉ製の基板１２０として、例えば半導体製造用のＳｉウェハーを利用することが可能である。この実施形態において、基板１２０の平面形状は長方形である。基板１２０の厚みは、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲とすることが好ましい。基板１２０の厚みを１０μｍ以上とすれば、基板１２０上の成膜処理の際に基板１２０を比較的容易に取扱うことができる。また、基板１２０の厚みを１００μｍ以下とすれば、薄膜で形成された圧電体１４０の伸縮に応じて、基板１２０を容易に振動させることができる。

第１電極１３０は、基板１２０上に形成された１つの連続的な導電体層として形成されている。一方、第２電極１５０は、図１（Ａ）に示すように、５つの導電体層１５０ａ〜１５０ｅ（「第２電極１５０ａ〜１５０ｅ」とも呼ぶ）に区分されている。中央にある第２電極１５０ｅは、基板１２０の幅方向の中央において、基板１２０の長手方向のほぼ全体に亘る長方形形状に形成されている。他の４つの第２電極１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄは、同一の平面形状を有しており、基板１２０の四隅の位置に形成されている。図１の例では、第１電極１３０と第２電極１５０は、いずれも長方形の平面形状を有している。第１電極１３０や第２電極１５０は、例えばスパッタリングによって形成される薄膜である。第１電極１３０や第２電極１５０の材料としては、例えばＡｌ（アルミニウム）や、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）、Ｉｒ（イリジウム）などの導電性の高い任意の材料を利用可能である。なお、第１電極１３０を１つの連続的な導電体層とする代わりに、第２電極１５０ａ〜１５０ｅと実質的に同じ平面形状を有する５つの導電体層に区分してもよい。なお、第２電極１５０ａ〜１５０ｅの間の電気的接続のための配線（又は配線層及び絶縁層）と、第１電極１３０及び第２電極１５０ａ〜１５０ｅと駆動回路との間の電気的接続のための配線（又は配線層及び絶縁層）とは、図１では図示が省略されている。

圧電体１４０は、第２電極１５０ａ〜１５０ｅと実質的に同じ平面形状を有する５つの圧電体層として形成されている。この代わりに、圧電体１４０を、第１電極１３０と実質的に同じ平面形状を有する１つの連続的な圧電体層として形成してもよい。第１電極１３０と圧電体１４０と第２電極１５０ａ〜１５０ｅとの積層構造によって、５つの圧電素子１１０ａ〜１１０ｅ（図１（Ａ））が構成される。

圧電体１４０は、例えばゾル−ゲル法やスパッタリング法によって形成される薄膜である。圧電体１４０の材料としては、ＡＢＯ_３型のペロブスカイト構造を採るセラミックスなど、圧電効果を示す任意の材料を利用可能である。ＡＢＯ_３型のペロブスカイト構造を採るセラミックスとしては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳＴ）、タンタル酸ストロンチウムビスマス（ＳＢＴ）、メタニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等を用いることが可能である。またセラミック以外の圧電効果を示す材料、例えばポリフッ化ビニリデン、水晶等を用いることも可能である。圧電体１４０の厚みは、例えば５０ｎｍ（０．０５μｍ）以上２０μｍ以下の範囲とすることが好ましい。この範囲の厚みを有する圧電体１４０の薄膜は、成膜プロセスを利用して容易に形成することができる。圧電体１４０の厚みを０．０５μｍ以上とすれば、圧電体１４０の伸縮に応じて十分に大きな力を発生することができる。また、圧電体１４０の厚みを２０μｍ以下とすれば、圧電振動体ユニット１０を十分に小型化することができる。

図２は、振動板２００の平面図である。振動板２００は、長方形形状の振動体部２１０と、振動体部２１０の左右の長辺からそれぞれ３本ずつ延びる接続部２２０とを有しており、また、左右の３本の接続部２２０にそれぞれ接続された２つの取付部２３０を有している。なお、図２では、図示の便宜上、振動体部２１０にハッチングを付している。取付部２３０は、ネジ２４０によって他の部材に圧電振動体ユニット１０を取り付けるために用いられる。振動板２００は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、チタン合金、銅、銅合金、鉄−ニッケル合金などの金属材料で形成することが可能である。

振動体部２１０の上面（第１面２１１）及び下面（第２面２１２）には、圧電振動体１００（図１）がそれぞれ接着剤を用いて接着される。振動体部２１０の長さＬと幅Ｗの比は、Ｌ：Ｗ＝約７：２とすることが好ましい。この比は、振動体部２１０がその平面に沿って左右に屈曲する超音波振動（後述）を行うために好ましい値である。振動体部２１０の長さＬは、例えば３．５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲とすることができ、幅Ｗは、例えば１ｍｍ以上８ｍｍ以下の範囲とすることができる。なお、振動体部２１０が超音波振動を行うために、長さＬは５０ｍｍ以下とすることが好ましい。振動体部２１０の厚み（振動板２００の厚み）は、例えば５０μｍ以上７００μｍ以下の範囲とすることができる。振動体部２１０の厚みを５０μｍ以上とすれば、圧電振動体１００を支持するために十分な剛性を有するものとなる。また、振動体部２１０の厚みを７００μｍ以下とすれば、圧電振動体１００の変形に応じて十分に大きな変形を発生することができる。

振動板２００の一方の短辺には、突起部２０（「接触部」又は「作用部」とも呼ぶ）が設けられている。突起部２０は、被駆動体と接触して、被駆動体に力を与えるための部材である。突起部２０は、セラミックス（例えばＡｌ_２Ｏ_３）などの耐久性がある材料で形成することが好ましい。

図３は、圧電振動体ユニット１０と駆動回路３００の電気的接続状態を示す説明図である。５つの第２電極１５０ａ〜１５０ｅのうちで、対角にある一対の第２電極１５０ａ，１５０ｄが配線１５１を介して互いに電気的に接続され、他の対角の一対の第２電極１５０ｂ，１５０ｃも配線１５２を介して互いに電気的に接続されている。これらの配線１５１，１５２は成膜処理によって形成しても良く、或いは、ワイヤ状の配線によって実現してもよい。図３の３つの第２電極１５０ｂ，１５０ｅ，１５０ａと、第１電極１３０（図１）は、配線３１０，３１２，３１４，３２０を介して駆動回路３００に電気的に接続されている。駆動回路３００は、一対の第２電極１５０ａ，１５０ｄと第１電極１３０との間に周期的に変化する交流電圧又は脈流電圧を印加することにより、圧電振動体ユニット１０を超音波振動させて、突起部２０に接触するローター（被駆動体）を所定の回転方向に回転させることが可能である。ここで、「脈流電圧」とは、交流電圧にＤＣオフセットを付加した電圧を意味し、その電圧（電界）の向きは、一方の電極から他方の電極に向かう一方向である。また、他の一対の第２電極１５０ｂ，１５０ｃと第１電極１３０との間に交流電圧又は脈流電圧を印加することにより、突起部２０に接触するローターを逆方向に回転させることが可能である。このような電圧の印加は、振動板２００の両面に設けられた２つの圧電振動体１００に同時に行われる。なお、図３に示した配線１５１，１５２，３１０，３１２，３１４，３２０を構成する配線（又は配線層及び絶縁層）は、図１では図示が省略されている。

図３に示した実施形態では、５つの圧電素子１１０ａ〜１１０ｅが以下の３組の圧電素子グループに区分されている。
（１）第１圧電素子グループＰＧ１：圧電素子１１０ａ，１１０ｄ
（２）第２圧電素子グループＰＧ２：圧電素子１１０ｂ，１１０ｃ
（３）第３圧電素子グループＰＧ３：圧電素子１１０ｅ
各圧電素子グループに含まれる圧電素子１１０は、常に同時に駆動される。また、第１圧電素子グループＰＧ１は、２つの圧電素子１１０ａ，１１０ｄを含むので、これらの圧電素子１１０ａ，１１０ｄの第２電極１５０ａ，１５０ｄ同士が配線１５１を介して直接接続されている。第２圧電素子グループＰＧ２も同様である。なお、他の実施形態として、３つ以上の圧電素子１１０で１組の圧電素子グループを構成することも可能であり、一般には、複数の圧電素子をＮ組（Ｎは２以上の整数）の圧電素子グループに区分することが可能である。この場合にも、同じ圧電素子グループに２つ以上の圧電素子１１０が含まれる場合には、それらの第２電極１５０同士が配線を介して直接接続される。ここで、「配線を介して直接接続される」という意味は、配線の途中に受動素子（抵抗、コイル、コンデンサなど）や能動素子を含まないことを意味する。また、本実施形態では、第１電極１３０として、５つの圧電素子１１０ａ〜１１０ｅに共通する１つの導電層が使用されているが、第１電極１３０が個々の圧電素子毎に分離されている場合には、同じ圧電素子グループに属する２つ以上の圧電素子の第１電極同士も配線を介して直接接続されることが好ましい。

図４は、圧電振動体ユニット１０の動作の例を示す説明図である。圧電振動体ユニット１０の突起部２０は、被駆動体としてのローター５０の外周に接触している。図４（Ａ）に示す例では、駆動回路３００（図３）は、一対の第２電極１５０ａ，１５０ｄと第１電極１３０との間に交流電圧又は脈流電圧を印加しており、圧電素子１１０ａ，１１０ｄは図４の矢印ｘの方向に伸縮する。これに応じて、圧電振動体ユニット１０の振動体部２１０が振動体部２１０の平面内で屈曲して蛇行形状（Ｓ字形状）に変形し、突起部２０の先端が矢印ｙの向きに往復運動するか、又は、楕円運動する。その結果、ローター５０は、その中心５１の周りに所定の方向ｚ（図４では時計回り方向）に回転する。図２で説明した振動板２００の３つの接続部２２０（図２）は、このような振動体部２１０の振動の節（ふし）の位置に設けられている。なお、駆動回路３００が、他の一対の第２電極１５０ｂ，１５０ｃと第１電極１３０との間に交流電圧又は脈流電圧を印加する場合には、ローター５０は逆方向に回転する。なお、中央の第２電極１５０ｅに、一対の第２電極１５０ａ，１５０ｄ（又は他の一対の第２電極１５０ｂ，１５０ｃ）と同じ電圧を印加すれば、圧電振動体ユニット１０が長手方向に伸縮するので、突起部２０からローター５０に与える力をより大きくすることが可能である。なお、圧電振動体ユニット１０（又は圧電振動体１００）のこのような動作については、上記先行技術文献１（特開２００４−３２０９７９号公報、又は、対応する米国特許第７２２４１０２号）に記載されており、その開示内容は参照により組み込まれる。

図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のように圧電振動体ユニット１０がその面内方向に振動する際に、その厚み方向にも湾曲する様子を示いている。このような厚み方向の湾曲は、圧電振動体ユニット１０の表面に撓み（ひずみ）を発生させる点で望ましくない。しかしながら、本実施形態の圧電振動体ユニット１０では、基板１２０と振動板２００とが圧電素子１１０（１３０，１４０，１５０）を挟むように圧電振動体１００が振動板２００上に設置されているので、このような望ましくない撓み（ひずみ）を基板１２０によって抑制することができる。図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）とは逆に、基板１２０が振動板２００と接するように圧電振動体１００が振動板２００上に設置されている例である。図４（Ｃ）の積層構造では、第２電極１５０の表面において望ましくない撓み（ひずみ）が過度に大きくなる可能性がある。従って、図４（Ｂ）に示すように、基板１２０と振動板２００とが圧電素子（１３０，１４０，１５０）を挟むように、圧電振動体１００を振動板２００上に設置することが好ましい。こうすれば、圧電振動体ユニット１０の故障や損傷の可能性を低減することが可能である。特に、基板１２０をシリコン製とすれば、撓み（ひずみ）に対して損傷し難いので好ましい。また、本実施形態では、振動板２００と圧電素子１１０（１３０，１４０，１５０）とが接触している。そのため、振動板２００に配線層を形成することにより、振動板２００の配線層を経由して、圧電素子１１０に電圧を印加できる。但し、図４（Ｃ）のように、基板１２０が振動板２００と接するように圧電振動体１００を振動板２００に設置すれば、駆動回路３００と圧電素子１１０（１３０，１４０，１５０）との間の配線が、図４（Ｂ）に示す例に比べて容易となる。

Ａ２．圧電振動体ユニットの他１の実施形態：
図５（Ａ）は、本発明の更に他の実施形態としての圧電振動体ユニット１０ｂの平面図であり、第１実施形態の図１（Ａ）に対応する図である。図５（Ａ）〜（Ｃ）では、図示の便宜上、振動板２００の接続部２２０や取付部２３０は図示が省略されている。図５（Ａ）の圧電振動体ユニット１０ｂでは、一対の第２電極１５０ｂ，１５０ｃが省略されている。この圧電振動体ユニット１０ｂも、図４に示すような１つの方向ｚにローター５０を回転させることが可能である。なお、図５（Ａ）の３つの第２電極１５０ａ，１５０ｅ，１５０ｄには同じ電圧が印加されるので、これらの３つの第２電極１５０ａ，１５０ｅ，１５０ｄを、連続する１つの電極層として形成してもよい。

図５（Ｂ）は、本発明の更に他の実施形態としての圧電振動体ユニット１０ｃの平面図である。この圧電振動体ユニット１０ｃでは、図１（Ａ）の中央の第２電極１５０ｅが省略されており、他の４つの第２電極１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄが図１（Ａ）よりも大きな面積に形成されている。この圧電振動体ユニット１０ｃも、第１実施形態とほぼ同様な効果を達成することができる。

図５（Ｃ）は、本発明の更に他の実施形態としての圧電振動体ユニット１０ｄの平面図である。この圧電振動体ユニット１０ｄでは、図１（Ａ）の４つの第２電極１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄが省略されており、１つの第２電極１５０ｅが大きな面積で形成されている。この圧電振動体ユニット１０ｄは、長手方向に伸縮するだけであるが、突起部２０から被駆動体（図示省略）に対して大きな力を与えることが可能である。

図１及び図５（Ａ）〜（Ｃ）から理解できるように、圧電振動体１００の第２電極１５０としては、少なくとも１つの電極層を設けることができる。但し、図１及び図５（Ａ），（Ｂ）に示す実施形態のように、長方形の圧電振動体１００の対角の位置に第２電極１５０を設けるようにすれば、圧電振動体１００及び振動板２００を、その平面内で屈曲する蛇行形状に変形させることが可能である点で好ましい。

Ｂ．圧電振動体モジュールの実施形態：
Ｂ１．圧電振動体モジュールの第１の実施形態：
図６は、第１の実施形態の圧電振動体モジュール１１を示す斜視図である。図７は、第１の実施形態の圧電振動体モジュール１１の分解斜視図である。圧電振動体モジュール１１は、圧電振動体ユニット１０（振動板２００と、圧電振動体１００）と、板バネ４００と、モジュール支持板５００と、固定部材６００と、ネジ２４０、２４２、２４４と、ワッシャー２４５と、を備える。本実施形態では、上から、第１板バネ４００ａ、圧電振動体ユニット１０、第２板バネ４００ｂ、モジュール支持板５００、固定部材６００の順番に配置されている。第１板バネ４００ａ、第２板バネ４００ｂは、区別する必要がない場合には、単に「板バネ４００」と呼ぶ。なお、振動板２００の接続部２２０と取付部２３０（図２）には、圧電振動体１００の第２電極１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｅ（図３）に電圧を印加するための配線２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅが形成されている。なお配線２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅは、それぞれ図３に示した配線３１４、３１０、３１２の一部である。

第１の実施形態では、圧電振動体ユニット１０を挟むように、第１板バネ４００ａと第２板バネ４００ｂが配置されている。第１板バネ４００ａと第２板バネ４００ｂの形状は同一である。板バネ４００の形状や動作については、後述する。第１の実施形態では、２枚の板バネ４００を用いたが、板バネ４００の枚数は、所望される弾性力により決められる。したがって、所望される弾性力によっては、板バネ４００の枚数は１枚であっても良く、２枚以上であっても良い。板バネ４００の枚数が１枚の場合、１枚の板バネ４００とモジュール支持板５００とで圧電振動体ユニット１０を挟むように板バネ４００を配置することが好ましい。板バネ４００の枚数が２枚以上の場合には、２枚の板バネ４００が圧電振動体ユニット１０を挟むように、板バネ４００を配置することが好ましい。板バネ４００は、圧電振動体ユニット１０が振動するときに、振動板２００が被駆動体５０に加える力以下の力で弾性変形可能であってもよい。

圧電振動体モジュール１１の一方の端には、モジュール支持板５００が配置されている。モジュール支持板５００と、２枚の板バネ４００ａ、４００ｂと、圧電振動体ユニット１０とは、ネジ２４０により一体に固定されている。

モジュール支持板５００の外側には、固定部材６００が配置されている。板バネ４００は、固定部材６００と、ネジ２４２により固定される。ただし、振動板２００は、固定部材６００と、直接固定されておらず、板バネ４００を介して間接的に接続されている。固定部材６００は、ネジ２４４により、圧電駆動装置の筐体（図示せず）に固定される。

図８は、板バネ４００が変形していないときの圧電振動体モジュール１１の平面図である。図８では、図示の便宜上、板バネ４００の表面にハッチングを付している。板バネ４００は、固定部材６００と固定される第１部位４１０と、振動板２００と固定される第２部位４２０と、第１部位４１０と第２部位とを接続する第３部位４３０とを備える。本実施形態では、第１部位４１０は、長手方向が、固定部材６００の長手方向と平行な細長い形状を有しており、ネジ２４２により、固定部材６００に取り付けられている。但し、第１部位４１０は、固定部材６００と固定されていれば良く、その形状は、任意である。本実施形態では、第２部位４２０は、略長方形をしており、ネジ２４０により、振動板２００の取付部２３０に取り付けられている。そのため、板バネ４００は、振動板２００の厚み方向から見て振動板２００と重なる部分を有している。なお、第２部位４２０についても、振動板２００の取付部２３０に取り付けられていればよく、その形状は任意である。第３部位４３０は、第１部位４１０と第２部位とを接続する２本の細長い部分である。板バネ４００は、略長方形の板を、額縁形状の１辺を除いた３辺の形状で打ち抜くことにより、容易に形成できる。なお、打ち抜き形状は、額縁形状の１辺を除いた３辺の形状以外の形状、例えば略長方形であってもよい。この場合、板バネ４００は、１辺が太い略額縁形状としてもよい。太い辺が第２部位４２０に対応し、太い辺の対辺が第１部位４１０に対応し、残りの２辺が第３部位４３０となる。

図９は、板バネ４００が変形しているときの圧電振動体モジュール１１の平面図である。圧電振動体ユニット１０が伸縮すると、振動板２００の突起部２０が被駆動体５０を力Ｆで押圧する。作用・反作用の法則により、突起部２０及び振動板２００は、被駆動体５０から力Ｆに対する反力（−Ｆ）を受ける。ここで振動板２００は、板バネ４００の第２部位４２０とネジ２４０で接続されている。振動板２００と板バネ４００の第２部位４２０は、被駆動体５０と反対側に移動する。これに対し、板バネ４００の第１部位４１０は、固定部材６００に固定されているので、被駆動体５０から反力（−Ｆ）を受けても移動しない。第２部位４２０は、第１部位４１０に対して相対的に移動する。その結果、板バネ４００の第３部位４３０が変形する。この変形を元に戻そうとする弾性力により、振動板２００は被駆動体５０の方向に押され、突起部２０は、被駆動体５０に押圧される。

仮に、振動板２００の厚み方向から見て振動板２００と重なる部分を有さず、面と垂直な方向に弾性変形する板バネを使用する場合、この板バネは、例えば、板バネの表面の法線方向が圧電振動体１００の長手方向と平行になるように第３部位の位置に配置される。この場合、圧電振動体モジュール１１の厚さは、板バネの幅により制限される。そのため、圧電振動体１００の厚さを薄くしても、圧電振動体モジュール１１の厚さを、板バネの幅よりも薄く出来ない。これに対し、第１の実施形態では、振動板２００の厚み方向から見て振動板２００と重なる部分を有し、面内方向に弾性変形可能な板バネ４００を用いるので、圧電振動体モジュール１１の厚さは、圧電振動体ユニット１０の厚さと、板バネ４００の厚さの和である。したがって、圧電振動体１００の厚さを薄くして圧電振動体ユニット１０の厚さを薄くすれば、圧電振動体モジュール１１の厚さも薄く出来る。したがって、圧電素子１１０を成膜プロセスで形成し、薄い圧電振動体１００を形成出来る場合には、振動板２００と重なる部分を有し、面内方向に弾性変形可能な板バネ４００を用いた方が、圧電振動体モジュール１１の厚さを薄く出来る。

第１の実施形態によれば、板バネ４００は、固定部材６００（支持部材）と固定するための第１部位４１０と、振動板２００と固定するための第２部位４２０と、第１部位４１０と第２部位４２０とを繋ぐ第３部位４３０とを備え、第２部位４２０は振動板２００と重なる部分である。このような形状とすれば、板バネ４００の変形（第３部位４３０の変形）により弾性力を生じさせることが出来る。

板バネ４００は、圧電振動体１００と接触していることが好ましい。板バネ４００が圧電振動体１００と接触していれば、圧電振動体１００の伸縮が板バネ４００を変形させて、弾性力を生じさせることが出来る。なお、板バネ４００は、圧電振動体１００と接触していなくても良い。例えば、板バネ４００と、圧電振動体１００との間に他のシート部材を配置しても良い。あるいは、振動板２００と、板バネ４００との間に配置するワッシャー２４５の枚数を調整することで、圧電振動体１００と、板バネ４００との間を離間させるようにしても良い。

圧電振動体モジュール１１が複数枚の板バネ４００、例えば、第１板バネ４００ａと第２板バネ４００ｂとを有する場合には、圧電振動体ユニット１０は、第１板バネ４００ａと第２板バネ４００ｂの間に位置することが好ましい。振動板２００の一方の側のみに板バネ４００を設けると、弾性力が偏り振動板２００が湾曲するおそれがあるが、第１板バネ４００ａと第２板バネ４００ｂとの間に振動板２００を配置すれば、振動板２００が湾曲するおそれが少ない。

このように、圧電振動体モジュールの第１の実施形態によれば、圧電振動体１００を薄くすれば、それに応じて圧電振動体ユニット１０を薄く形成出来る。また、振動板２００の厚み方向から見て振動板２００と重なる部分を有さず、面と垂直な方向に弾性変形可能なバネを備える場合に比べて、圧電振動体ユニット１０を薄く形成出来る。さらに、振動板２００を、第１板バネ４００ａと第２板バネ４００ｂとの間に配置することで、振動板２００の湾曲を抑制できる。

Ｂ２．圧電モジュールの第２の実施形態：
図１０は、第２の実施形態の圧電振動体モジュール１１ａを示す斜視図である。図１１は、圧電振動体モジュール１１ａの分解斜視図である。図６、図７に示す圧電振動体モジュール１１では、圧電振動体ユニット１０が１個であるのに対し、圧電振動体モジュール１１ａは、圧電振動体ユニット１０が３個である点が異なっている。隣り合う２つの圧電振動体ユニット１０の間（１０ａと１０ｂの間、及び１０ｂと１０ｃの間）には、３枚の板バネ４００（４００ａ、４００ｃ、４００ｂ）が配置されている。最上部の圧電振動体ユニット１０ａの上には、２枚の板バネ４００（４００ａと４００ｃ）が配置され、最下部の圧電振動体ユニット１０ｃの下には、２枚の板バネ４００（４００ｂと４００ｃ）が配置されている。以上のように、複数の圧電振動体ユニット１０を積層した圧電振動体モジュール１１ａにおいて、振動板２００と重なる部分を有し、面内方向に弾性変形可能な板バネ４００を用いることができる。なお、振動板２００や板バネ４００は、中心面に対して面対称位置に配置することが好ましい。

Ｃ．配線構造の実施形態：
Ｃ１．配線構造の第１の実施形態：
図１２は、複数の圧電振動体ユニットを有する圧電振動体モジュールの配線構造の第１の実施形態を示す説明図である。上記圧電振動体モジュールの第２の実施形態では、２つの圧電振動体ユニット１０の間に３枚の板バネ４００を備える構成であったが、第３の実施形態では、２つの振動板２００の間に１枚の板バネ４００を備える構成として説明する。なお、上述したように、板バネ４００の枚数は、所望される弾性力によって決められるものであり、２つの圧電振動体ユニット１０の間に、１枚の板バネ４００を配置するようにしても良い。配線構造の第１の実施形態では、３個の圧電振動体ユニット１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）と、４枚の板バネ４００を備えており、板バネ４００と、圧電振動体ユニット１０とは交互に配置されている。

図１３は、圧電振動体ユニット１０の配線パターンの例を示す斜視図である。圧電振動体ユニット１０ａの振動板を第１振動板２００ａと呼び、第１振動板２００ａの圧電振動体を第１圧電振動体１００ａと呼び、第１圧電振動体１００ａに含まれる圧電素子を第１圧電素子とも呼ぶ。振動板２００ａは、接続部２２０と取付部２３０に配線２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅと２つの配線２０４ｇとを備えている。なお、第１振動板２００ａの配線２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅを第１配線とも呼ぶ。配線２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅは、それぞれ図３に示す配線３１４、３１２、３１０の一部であり、配線２０４ｇは、配線３２０の一部である。配線２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅは、ネジ穴２００ｈを避けて形成されているが、２つの配線２０４ｇは、ネジ穴２００ｈを避けていない。圧電振動体ユニット１０の駆動時の第１電極１３０の電位はグランド電位であり、配線２０４ｇ及びネジ２４０を介して筐体に接続されている。配線２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅは、グランドとのショートを避けるため、ネジ穴２００ｈを避けて形成されている。なお、図１２に示した圧電振動体ユニット１０ｂの振動板を第２振動板と呼び、第２振動板の圧電振動体を第２圧電振動体と呼び、第２圧電振動体に含まれる圧電素子を第２圧電素子とも呼ぶ。同様に、圧電振動体ユニット１０ｃの振動板を第３振動板と呼び、第３振動板の圧電振動体を第３圧電振動体と呼び、第３圧電振動体に含まれる圧電素子を第３圧電素子とも呼ぶ。但し、第２振動板の配線（２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅ）は、第３配線と呼び、第３振動板の配線（２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅ）は、第４配線と呼ぶ。

配線２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅ、２０４ｇは、第１振動板２００ａの第１面２１１ａと、第２面２１２ａと、第１面２１１ａと第２面２１２ａとの間の側面２１３ａと、の３つの面に形成されている。第１面２１１ａの配線２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅと、第２面２１２ａの配線２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅとは、それぞれ、側面２１３ａの配線の２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅを介して繋がっている。

図１２に示す例では、フレキシブル基板のような可撓性基板７００に配線３１０、３１２、３１４を形成し、各振動板２００ａ、２００ｂ、２００ｃの側面２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃにおいて、配線２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅと、配線３１４、３１０、３１２とをそれぞれ接続する。なお、可撓性基板７００に形成された配線を第２配線と呼ぶ。この接続は、例えばハンダや導電性ペーストにより行われても良い。この形態によれば、１枚の可撓性基板７００により複数の振動板２００ａ〜２００ｃに配線を行うことが出来る。なお、可撓性基板７００に配線３１０、３１２、３１４を３本ずつ形成し、３枚の振動板２００ａ〜２００ｃの配線２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅとそれぞれ接続すれば、各振動板２００ａ〜２００ｃの圧電振動体１００ａ〜１００ｃを独立に制御することも可能である。なお、圧電振動体モジュール１１と、可撓性基板７００と、駆動回路３００とを備える装置を圧電駆動装置と呼ぶ。

配線構造の第１の実施形態によれば、振動板２００ａに形成された配線２０４ｂ、２０４ｅ、２０４ａ（第１配線）を、可撓性基板７００に形成された配線３１０、３１２、３１４（第２配線）に接触させた状態で電気的接続を行うので、駆動回路３００から圧電振動体１００への配線を容易に形成出来る。

配線構造の第１の実施形態によれば、配線２０４ｂ、２０４ｅ、２０４ａは、振動板２００ａの側面２１３ａにも形成されている。その結果、側面２１３ａで配線２０４ｂ、２０４ｅ、２０４ａ（第１配線）と可撓性基板７００に形成された配線３１０、３１２、３１４（第２配線）とを接続することにより、第１配線と第２配線とを容易に接続できる。

また、配線構造の第１の実施形態によれば、第２圧電素子を有する第２圧電振動体１００ｂと、第２圧電振動体１００ｂが設けられた第２振動板２００ｂと、第２振動板２００ｂに設けられた配線２０４ｂ、２０４ｅ、２０４ａ（第３配線）とを備え、配線２０４ｂ、２０４ｅ、２０４ａ（第３配線）と可撓性基板７００に形成された配線３１０、３１２、３１４（第２配線）とを接続することにより、第３配線と第２配線とを容易に接続できる。なお、配線構造の第１の実施形態では、圧電振動体ユニット１０が３個の場合を例にとり説明したが、圧電振動体ユニット１０は１個でも、２個でも良く、あるいは３個以上であってもよい。

Ｃ２．配線構造の第２の実施形態：
図１４は、複数の振動板２００を有する場合の配線の他の例を示す説明図である。配線構造の第２の実施形態では、配線３１０、３１２、３１４が形成された３枚の可撓性基板７０１により配線を行う。各可撓性基板７０１の配線３１４、３１０、３１２は、各振動板２００ａ、２００ｂ、２００ｃの第１面２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃにおいて、配線２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅ（図１２）と接続される。この形態によれば、各振動板２００の圧電振動体１００を独立に制御することも可能である。なお、配線構造の第２の実施形態でも、圧電振動体ユニット１０が３個の場合を例にとり説明したが、圧電振動体ユニット１０は１個でも、２個でも、あるいは３個以上であってもよい。圧電振動体ユニット１０の数がｎ個の場合、ｎ枚の可撓性基板７０１を用いれば良い。

Ｃ３．配線構造の第３の実施形態：
図１５は、複数の振動板２００を有する場合の配線のさらに他の例を示す説明図である。第５の実施形態では、１枚の可撓性基板７０２により配線を行う。可撓性基板７０２は、一方の面に配線３１０、３１２、３１４が形成されている。可撓性基板７０２は、配線３１０、３１２、３１４が各振動板２００ａ、２００ｂ、２００ｃの配線２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃと接するように７回折り畳まれている。その結果、可撓性基板７０２の配線３１０，３１２、３１４は、第１振動板２００ａの第１面２１１ａの配線２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅ、第２振動板２００ｂの第１面２１１ｂと第２面２１２ｂの配線２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅ、第３振動板２００ｃの第２面２１２ｃの配線２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅと接触するので、１枚の可撓性基板７０２により全ての圧電振動体１００に電圧を印加することが出来る。なお、配線構造の第３の実施形態でも、圧電振動体ユニット１０が３個の場合を例にとり説明したが、圧電振動体ユニット１０は１個でも、２個でも良く、あるいは３個以上であってもよい。圧電振動体ユニット１０の数がｎ個の場合、可撓性基板７０２を、２ｎ＋１回折り畳めば良い。

図１６は、配線構造の第３の実施形態における可撓性基板７０２を折り畳まずに展開した状態を示す説明図である。可撓性基板７０２の配線３１０、３１２、３１４は、それぞれ、各振動板２００の配線２０４ｂ、２０４ｅ、２０４ａと接続するための配線３１０ａ〜３１０ｃ、３１２ａ〜３１２ｃ、３１４ａ〜３１４ｃに分かれている。このように、配線３１０ａ〜３１０ｃ、３１２ａ〜３１２ｃ、３１４ａ〜３１４ｃを備えることで、１枚の可撓性基板７０２により、各振動板２００の圧電振動体１００に独立して電圧を印加できる。なお、配線３１０を配線３１０ａ〜３１０ｃに分けず、配線３１２を配線３１２ａ〜３１２ｃに分けず、配線３１４を配線３１４ａ〜３１４ｃに分けなくても良い。この場合、全ての圧電振動体に同じ電圧を印加できる。

Ｃ４．配線構造の第４の実施形態：
図１７は、複数の振動板２００を有する場合の配線の他の例を示す説明図である。配線構造の第４の実施形態では、可撓性基板７０３は、第１振動板２００ａの第２面２１２ａの配線２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅに接続されている。隣接する２枚の振動板２００の向かい合う２つの面（例えば第１振動板２００ａの第１面２１１ａと、第２振動板２００ｂの第２面２１２ｂ）との間の電気的接続は、可撓性基板７０３と異なる配線部材７０４により接続している。これらに配線部材７０４には、配線３１０、３１２、３１４の一部が設けられており、これらに配線によって、各圧電振動体ユニット１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）に圧電素子と駆動回路３００とが接続される。なお、配線部材７０４は、可撓性があっても良く、無くても良い。なお、配線構造の第４の実施形態でも、圧電振動体ユニット１０が３個の場合を例にとり説明したが、圧電振動体ユニット１０は２個でも、あるいは３個以上であってもよい。圧電振動体ユニット１０の数がｎ個（ｎは２以上の整数）の場合、配線部材７０４を、ｎ−１個設ければ良い。

なお、図１３の例において、各振動板２００の第１面２１１と第２面２１２と側面２１３に、第１配線（２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅ）に加えて、その振動板２００に配置される圧電振動体１００の圧電素子１１０と接続されないダミー配線を、さらに備えても良い。配線部材７０４の配線と、各振動板２００の圧電素子１１０と接続されている第１配線とを接続すれば、その振動板２００の圧電素子を駆動できる。一方、第２配線とダミー配線とを接続すれば、その振動板２００の圧電素子を駆動しないことが可能となる。すなわち、可撓性基板７０３の配線パターンと、配線部材７０４の配線パターンと、各振動板２００の第１配線（２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｅ）及びダミー配線の配線パターンと、を適切に設計して配線すれば、駆動回路３００は、複数の振動板２００のうちの任意の振動板２００に配置された圧電振動体１００のみを駆動できる。

複数の振動板２００がある場合、図１２の例、図１５の例で説明したように、１枚の可撓性基板７００、７０２により全ての振動板２００の配線３１０，３１２、３１４に配線しても良く、図１４の例で説明したように、複数の可撓性基板７０１により接続しても良い。また、図１７の例で説明したように、１枚の可撓性基板７０３により１枚の振動板２００、例えば振動板２００ａの配線３１０，３１２、３１４に配線し、他の振動板２００ｂ、２００ｃについては、配線部材７０４を用いて配線しても良い。

なお、配線構造の実施形態の説明においては、板バネ４００を備える構成を例にとって説明したが、板バネ４００は無くてもよい。

Ｄ．圧電駆動装置を用いた装置の実施形態：
上述した圧電振動体ユニットを駆動装置とした圧電駆動装置は、共振を利用することで被駆動体に対して大きな力を与えることができるものであり、各種の装置に適用可能である。圧電駆動装置は、例えば、ロボット（電子部品搬送装置（ＩＣハンドラー）も含む）、投薬用ポンプ、時計のカレンダー送り装置、印刷装置（例えば紙送り機構。ただし、ヘッドに利用される圧電駆動装置では、振動板を共振させないので、ヘッドには適用不可である。）等の各種の機器における駆動装置として用いることが出来る。以下、代表的な実施の形態について説明する。

図１８は、上述の圧電駆動装置８００を利用したロボット２０５０の一例を示す説明図である。ロボット２０５０は、複数本のリンク部２０１２（「リンク部材」とも呼ぶ）と、それらリンク部２０１２の間を回動又は屈曲可能な状態で接続する複数の関節部２０２０とを備えたアーム２０１０（「腕部」とも呼ぶ）を有している。それぞれの関節部２０２０には、上述した圧電駆動装置が内蔵されており、圧電駆動装置を用いて関節部２０２０を任意の角度だけ回動又は屈曲させることが可能である。アーム２０１０の先端には、ロボットハンド２０００が接続されている。ロボットハンド２０００は、一対の把持部２００３を備えている。ロボットハンド２０００にも圧電駆動装置８００が内蔵されており、圧電駆動装置８００を用いて把持部２００３を開閉して物を把持することが可能である。また、ロボットハンド２０００とアーム２０１０との間にも圧電駆動装置８００が設けられており、圧電駆動装置８００を用いてロボットハンド２０００をアーム２０１０に対して回転させることも可能である。

図１９は、図１８に示したロボット２０５０の手首部分の説明図である。手首の関節部２０２０は、手首回動部２０２２を挟持しており、手首回動部２０２２に手首のリンク部２０１２が、手首回動部２０２２の中心軸Ｏ周りに回動可能に取り付けられている。手首回動部２０２２は、圧電駆動装置８００を備えており、圧電駆動装置８００は、手首のリンク部２０１２及びロボットハンド２０００を中心軸Ｏ周りに回動させる。ロボットハンド２０００には、複数の把持部２００３が立設されている。把持部２００３の基端部はロボットハンド２０００内で移動可能となっており、この把持部２００３の根元の部分に圧電駆動装置８００が搭載されている。このため、圧電駆動装置８００を動作させることで、把持部２００３を移動させて対象物を把持することができる。

なお、ロボットとしては、単腕のロボットに限らず、腕の数が２以上の多腕ロボットにも圧電駆動装置８００を適用可能である。ここで、手首の関節部２０２０やロボットハンド２０００の内部には、圧電駆動装置８００の他に、力覚センサーやジャイロセンサー等の各種装置に電力を供給する電力線や、信号を伝達する信号線等が含まれ、非常に多くの配線が必要になる。従って、関節部２０２０やロボットハンド２０００の内部に配線を配置することは非常に困難だった。しかしながら、上述した実施形態の圧電駆動装置８００は、通常の電動モーターや、従来の圧電駆動装置よりも駆動電流を小さくできるので、関節部２０２０（特に、アーム２０１０の先端の関節部）やロボットハンド２０００のような小さな空間でも配線を配置することが可能になる。

図２０は、上述の圧電駆動装置８００を利用した送液ポンプ２２００の一例を示す説明図である。送液ポンプ２２００は、ケース２２３０内に、リザーバー２２１１と、チューブ２２１２と、圧電駆動装置８００と、ローター２２２２と、減速伝達機構２２２３と、カム２２０２と、複数のフィンガー２２１３、２２１４、２２１５、２２１６、２２１７、２２１８、２２１９と、が設けられている。リザーバー２２１１は、輸送対象である液体を収容するための収容部である。チューブ２２１２は、リザーバー２２１１から送り出される液体を輸送するための管である。圧電駆動装置８００の突起部２０は、ローター２２２２の側面に押し付けた状態で設けられており、圧電駆動装置８００がローター２２２２を回転駆動する。ローター２２２２の回転力は減速伝達機構２２２３を介してカム２２０２に伝達される。フィンガー２２１３から２２１９はチューブ２２１２を閉塞させるための部材である。カム２２０２が回転すると、カム２２０２の突起部２２０２Ａによってフィンガー２２１３から２２１９が順番に放射方向外側に押される。フィンガー２２１３から２２１９は、輸送方向上流側（リザーバー２２１１側）から順にチューブ２２１２を閉塞する。これにより、チューブ２２１２内の液体が順に下流側に輸送される。こうすれば、極く僅かな量を精度良く送液可能で、しかも小型な送液ポンプ２２００を実現することができる。なお、各部材の配置は図示されたものには限られない。また、フィンガーなどの部材を備えず、ローター２２２２に設けられたボールなどがチューブ２２１２を閉塞する構成であってもよい。上記のような送液ポンプ２２００は、インシュリンなどの薬液を人体に投与する投薬装置などに活用できる。ここで、上述した実施形態の圧電駆動装置８００を用いることにより、従来の圧電駆動装置よりも駆動電流が小さくなるので、投薬装置の消費電力を抑制することができる。従って、投薬装置を電池駆動する場合は、特に有効である。

Ｅ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

・変形例１：
上記実施形態では、基板１２０の上に第１電極１３０と圧電体１４０と第２電極１５０とが形成されていたが、基板１２０を省略して、振動板２００の上に第１電極１３０と圧電体１４０と第２電極１５０とを形成するようにしてもよい。

・変形例２：
上記実施形態では、振動板２００の両面にそれぞれ１つの圧電振動体１００を設けていたが、圧電振動体１００の一方を省略することも可能である。但し、振動板２００の両面にそれぞれ圧電振動体１００を設けるようにすれば、振動板２００をその平面内で屈曲した蛇行形状に変形させることがより容易である点で好ましい。

以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。

１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…圧電振動体ユニット
１１、１１ａ…圧電振動体モジュール
１２…チューブ
２０…突起部（接触部、作用部）
５０…ローター（被駆動体）
５１…被駆動体の中心
１００、１００ａ、１００ｂ…圧電振動体
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｅ…圧電素子
１２０…基板
１３０…第１電極
１４０…圧電体
１５０、１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅ…第２電極
１５１、１５２…配線
２００、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ…振動板
２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ…配線
２１０…振動体部
２１１、２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ…第１面
２１２、２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ…第２面
２２０…接続部
２３０…取付部
２４０、２４２、２４４…ネジ
２４５…ワッシャー
３００…駆動回路
３１０、３１０ａ、３１２、３１２ａ、３１４、３１４ａ、３２０…配線
４００、４００ａ、４００ｂ、４００ｃ…板バネ
４１０…第１部位
４２０…第２部位
４３０…第３部位
５００…モジュール支持板
６００…固定部材
７００、７０１、７０２、７０３…可撓性基板
７０４…配線部材
８００…圧電駆動装置
２０００…ロボットハンド
２００３…把持部
２０１０…アーム
２０１２…リンク部
２０２０…関節部
２０５０…ロボット
２２００…送液ポンプ
２２０２…カム
２２０２Ａ…突起部
２２１１…リザーバー
２２１２…チューブ
２２１３…フィンガー
２２２２…ローター
２２２３…減速伝達機構
２２３０…ケース

Claims (9)

1. 第１圧電素子を有する第１圧電振動体と、
   前記第１圧電振動体が設けられた第１振動板と、
   前記第１圧電素子と接続され、前記第１振動板に形成された第１配線と、
   前記第１配線と接触する第２配線が形成された可撓性基板と、
   を備える、圧電駆動装置。
2. 請求項１に記載の圧電駆動装置において、
   前記第１配線は、前記第１圧電振動体が配置される面、及び前記第１圧電振動体が配置されない側面に設けられ、
   前記第１配線のうち前記側面に形成された第１配線と、前記第２配線とが接続されている、圧電駆動装置。
3. 請求項１又は２に記載の圧電駆動装置において、
   第２圧電素子を有する第２圧電振動体と、
   前記第２圧電振動体が設けられた第２振動板と、
   前記第２圧電素子に電圧を印加するために、前記第２振動板に形成された第３配線と、
   を備え、
   前記第２配線は、前記第１配線及び前記第３配線と接続される、圧電駆動装置。
4. 請求項１又は２に記載の圧電駆動装置において、
   第２圧電素子を有する第２圧電振動体と、
   前記第２圧電振動体が設けられた第２振動板と、
   前記第２圧電素子と接続され、前記第２振動板に形成された第３配線と、
   を備え、
   前記第１配線は、前記第１振動板の前記第２振動板側の面に形成された部分を有し、
   前記第３配線は、前記第２振動板の前記第１振動板側の面に形成された部分を有し、
   前記第１振動板の前記第２振動板側の面に形成された第１配線と、前記第２振動板の前記第１振動板側の面に形成された第３配線とが接続されている、圧電駆動装置。
5. 請求項４に記載の圧電駆動装置において、
   前記第２配線は、前記第１振動板の前記第２振動板側の面に形成された第１配線と、前記第２振動板の前記第１振動板側の面に形成された第３配線とを接続している、圧電駆動装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の圧電駆動装置において、
   前記第１圧電素子は、基板に形成されており、
   前記第１圧電素子は、前記基板と前記第１振動板との間に位置している、圧電駆動装置。
7. ２つのリンク部と、
   前記２つのリンク部を接続する関節部と、
   前記２つのリンク部を前記関節部で回動させる請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧電駆動装置と、
   を備えるロボット。
8. 請求項７に記載のロボットの駆動方法であって
   前記圧電駆動装置の前記第１圧電素子に交流電圧又は脈流電圧を印加することで前記圧電駆動装置を駆動し、前記２つのリンク部を前記関節部で回動させる、ロボットの駆動方法。
9. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧電駆動装置の駆動方法であって、
   前記第１圧電素子に交流電圧又は脈流電圧を印加する圧電駆動装置の駆動方法。

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